人们在学习新空间时,如何在身体、环境、地标和布局参照系之间做选择?

人们在学习新空间时如何选择以身体、环境、地标或整体布局为基准的参照系,以及哪些线索会影响这一选择。

直接答案

人们并不会固定采用某一种参照系,而是把身体线索和环境线索结合起来,两者的相对权重会随空间提供的信息而变化。当布局清晰可见时,地标和环境的整体形状可以充当空间知识的锚点;而当这些外部锚点缺失或不可靠时,自我运动和身体线索会占据更大比重[2]。此前经历过的线索是一致还是相互冲突,也会影响最终形成的空间表征有多稳定[3]。

5篇文献引用

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大脑把参照系当作需要权衡的线索,而不是一份供挑选的菜单

在依靠记忆引导的伸手任务中,人们会整合身体线索和环境线索,而不是只依赖其中一种[1]。这符合一个总体图景:参照系就是你用来测量位置的锚点——可以是自己的身体、房间的墙壁、一个显眼的地标,或者整个空间的布局。这里提到的研究表明,这些锚点会被组合起来使用,它们各自的相对影响取决于具体情境。

这种权重并不是固定的。在一项虚拟导航任务中,当环境的布局在视觉上可见时,地标发挥的作用更大;当外部锚点较弱时,参照系主要依赖自我运动线索和身体信息[2]。换句话说,选择在一定程度上是对空间所提供信息的回应:可见而稳定的布局会把空间编码拉向外部地标,而外部信息不足时则会把它拉回身体。

可见的布局和好用的地标会把编码引向外部

地标并不都一样有用。在户外寻路中,某些地标特征能改善地标记忆以及由此形成的认知地图质量[5]。这对参照系的选择很重要,因为一个容易记住和辨认的地标是更有用的锚点,也更可能影响空间被表征的方式。

布局本身也可以充当锚点。当一个环境的整体形状在视觉上可见时,它似乎能与地标一起支持空间学习[2]。一个有用的对比是:形状独特、还有几个好记物体的房间,会给学习者提供强有力的外部支架;而一条毫无特征的走廊,则会让自我运动——你走了多远、朝哪个方向转了弯——成为主要信号。

过去经历过的线索是一致还是冲突,会改变之后的稳定性

一个人早先学到的东西会影响空间表征之后有多稳固。在一项旋转平台研究中,当动物此前经历过一致而非相互冲突的空间参照系时,网格细胞活动——一种与空间位置相关的神经信号——在黑暗中保持得更稳定[3]。这一发现讲的是啮齿动物的神经稳定性,因此不应把它直接理解为对人类参照系选择的解释,但它支持这样一个观点:对线索一致性的经验会影响大脑在多大程度上偏向某一种参照系。

这给选择增加了一个时间维度。参照系的选择不只是学习那一刻的一次性决定;身体线索和地标线索过去是一致还是不一致,似乎会留下痕迹,影响之后的空间编码[3]。

选择参照系也涉及在参照系之间切换

选择和切换相关,但并不相同。关于言语和非言语空间描述的研究考察了人们如何在参照系之间做选择和切换,也包括从发展角度进行的探讨[4]。那项研究并不涉及学习新环境,因此它说明的是参照系选择的一般认知过程,而不是专门针对在陌生空间中导航。

综合来看,这些证据指向一个灵活的系统:当外部布局和地标提供有用信息时,它们占主导;当它们不提供有用信息时,身体和自我运动线索接手;而此前对线索一致性的经验会调节最终表征的稳定程度[2][3]。伸手任务的研究还补充说,在贴近自然的任务中,身体线索和环境线索是整合在一起的,而不是彼此分开[1]。这些研究仍不太清楚的是:在一个真正全新而复杂的空间里,学习者究竟按什么规则在一种参照系和另一种之间做取舍。

本文引用的文献

1

在自然情境中考察伸手任务的空间参照系

在自然情境下依靠记忆引导的伸手任务中,人们会整合身体线索和环境线索,而不是依赖单一的参照系。

2

认知地图形成中的时空特性:地标和视角的情境依赖效应

在一项虚拟导航任务中,当环境布局在视觉上可见时,地标的作用更大;而当外部锚点较弱时,参照系主要依赖自我运动和身体线索。

3

此前经历的跨参照系空间一致性决定随后黑暗中网格细胞的稳定性

此前经历过的空间参照系是一致还是相互冲突,会影响网格细胞的空间表征在随后黑暗中保持得有多稳定。

4

儿童在言语和非言语任务中对空间参照系的使用

儿童和成人在言语和非言语任务中都会选择和切换空间参照系;这一过程已从发展角度得到考察,但并未放在学习新环境的背景中研究。

5

户外地标特征、交叉口类型和决策支持信息对行人空间认知的影响

某些户外地标特征能改善行人寻路过程中的地标记忆和认知地图质量。